import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;

// 加入差值绝对值直到长度固定
// 给定一个非负数组arr，计算任何两个数差值的绝对值
// 如果arr中没有，都要加入到arr里，但是只加一份
// 然后新的arr继续计算任何两个数差值的绝对值，
// 如果arr中没有，都要加入到arr里，但是只加一份
// 一直到arr大小固定，返回arr最终的长度
// 来自真实大厂笔试，没有在线测试，对数器验证
public class Code06_AbsoluteValueAddToArray {

    // 暴力方法
    // 为了验证
    public static int len1(int[] arr) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int num : arr) {
            list.add(num);
            set.add(num);
        }
        while (!finish(list, set))
            ;
        return list.size();
    }

    public static boolean finish(ArrayList<Integer> list, HashSet<Integer> set) {
        int len = list.size();
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            for (int j = i + 1; j < len; j++) {
                int abs = Math.abs(list.get(i) - list.get(j));
                if (!set.contains(abs)) {
                    list.add(abs);
                    set.add(abs);
                }
            }
        }
        return len == list.size();
    }

    // 正式方法
    // 时间复杂度O(n)
    public static int len2(int[] arr) {
        int max = 0;
        // 找到任意一个非0的值
        int gcd = 0;
        for (int num : arr) {
            max = Math.max(max, num);
            if (num != 0) {
                gcd = num;
            }
        }
        if (gcd == 0) { // 数组中都是0
            return arr.length;
        }
        // 不都是0
        // 0 7次
        // 5 5次
        HashMap<Integer, Integer> cnts = new HashMap<>();
        for (int num : arr) {
            if (num != 0) {
                gcd = gcd(gcd, num);
            }
            cnts.put(num, cnts.getOrDefault(num, 0) + 1);
        }
        int ans = max / gcd;
        int maxCnt = 0;
        for (int key : cnts.keySet()) {
            if (key != 0) {
                ans += cnts.get(key) - 1;
            }
            maxCnt = Math.max(maxCnt, cnts.get(key));
        }
        ans += cnts.getOrDefault(0, maxCnt > 1 ? 1 : 0);
        return ans;
    }

    public static int gcd(int m, int n) {
        return n == 0 ? m : gcd(n, m % n);
    }

    // 为了测试
    public static int[] randomArray(int n, int v) {
        int[] ans = new int[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            ans[i] = (int) (Math.random() * v);
        }
        return ans;
    }

    // 为了测试
    public static void main(String[] args) {
        int N = 50;
        int V = 100;
        int testTimes = 20000;
        System.out.println("测试开始");
        for (int i = 0; i < testTimes; i++) {
            int n = (int) (Math.random() * N) + 1;
            int[] nums = randomArray(n, V);
            int ans1 = len1(nums);
            int ans2 = len2(nums);
            if (ans1 != ans2) {
                System.out.println("出错了！");
            }
        }
        System.out.println("测试结束");
    }

}